נייר חדש מציע תובנה חדשה לגבי הכוחות הגורמים למדף הקרח הגדול בעולם להימס.
מדף הקרח של רוס, חלק משטח הקרח האנטארקטי שצף על האוקיינוס, בעובי של כמה מאות מטרים ומשתרע על פני 480,000 קמ"ר, בערך בגודל של ספרד. גודלו, והעובדה שדילול מדף הקרח יזרז את זרימת יריעות הקרח של אנטארקטיקה אל האוקיינוס, פירושם שהוא נושא פוטנציאל עלייה משמעותי בגובה פני הים אם הוא היה נמס.מדפי קרח נמסים כמו הרוס עלולים לגרום לים להתרומם בכמה מטרים במהלך מאות השנים הבאות.
מחקר שפורסם זה עתה ב-Journal of Geophysical Research: Oceans עוזר לחשוף את הגורמים המקומיים המשפיעים על היציבות של מדף הקרח של רוס, ומחדד את התחזיות כיצד הוא ישתנה וישפיע על עליית הים בעתיד.
מחקרים קודמים על הפשרת מדף הקרח התמקדו בהתחממות המים העולמיים. עם זאת, שלוש שנים של נתוני רוזטה מראות שמדף הקרח של רוס נמס עקב מי פני השטח המקומיים, ושההמסה מתרחשת בחלק בלתי צפוי של המדף. תגליות אלו פורסמו במאמר רוזטה שפורסם במאי; המחקר החדש מפרט את מקור הפעילות המוזרה הזו.
המחקר יוצא מפרויקט Rosetta-Ice, אוסף בן שלוש שנים של נתונים גיאולוגיים, אוקיאנוגרפיים וגציולוגיים באנטארקטיקה. הפרויקט הוא עצום בהיקפו, הכולל צוות רב-מוסדי ובינתחומי עם מכשור מיוחד לאיסוף נתונים אנטארקטיים ראשונים מסוגו.
גישה חדשה
צוות Rosetta נזקק לנתונים על טמפרטורת האוקיינוס, מליחות, עומק ומחזוריות סביב מדף הקרח. באופן מסורתי, הנתונים האוקיאנוגרפיים הללו מתקבלים בשתי דרכים: הפלגות מחקר ומעגינות עמוקות. מכיוון שים רוס מכוסה בקרח ים במשך רוב השנה, מדידות מבוססות אוניות מוגבלות לתקופה קצרה בקיץ האוסטרלי הגבוה. חיישנים מעוגנים, לעומת זאת, יכולים לאסוף נתונים למספר שנים; עם זאת, הם נפרסים בדרך כלל לא יותר מ-200 מטרים מתחת לפני המים, כדי להימנע ממעבר קרחונים, כך שהם מספקים תמונה פחות מלאה של מה שקורה סביב מדף הקרח.
מדעני רוזטה נקטו בגישה חדשה לאיסוף נתונים מיים רוס. הם פרסו שישה מצופים פרופיל בשם Air-Launched Autonomous Micro Observer, או ALAMO, מצופים. הם חיברו מצנחים למצופים ושגרו אותם ממטוס המשמר הלאומי של ניו יורק מגובה 2,500 רגל מעל המים הקפואים שמתחתם.המכשירים תוכנתו להימנע מקרח ים שעלול לפגוע בחיישנים ובאנטנות החיצוניים שלהם. בנוסף, הצוות נקט בגישה חדשנית על ידי "החניה" של המצופים על קרקעית הים בין פרופילים כדי להגביל את סחיפתם על זרמי האוקיינוס.
הצפים אספו נתוני טמפרטורה ומליחות מקרקעית הים אל פני השטח, ושלחו נתונים חזרה לצוות באמצעות לוויין מדי יום. שבעה מצופים אחרים, שנפרסו מספינה שלוש שנים קודם לכן, סיפקו תיעוד של תנאי האוקיינוס צפונה יותר, הרחק ממדף הקרח.
אפקטים מקומיים
"במקומות אחרים באנטארקטיקה, מדפי הקרח מומסים על ידי זרימות של מים חמים גלובליים מהאוקיינוס העמוק אל החוף", הסביר דייב פורטר, מדען מצפה כדור הארץ למונט-דוהרטי שהוביל את המחקר החדש. "אבל שיעורי ההיתוך המשתנים של הרוס נגרמים בעיקר מהצטברות מקומית של חום בשכבת פני השטח. השאלה היא: מה מכתיב כמה חום אנחנו בונים בקיץ? והתשובה היא שזה נגרם בעיקר מתהליכי מזג אוויר מקומיים. לאורך חזית הקרח."
הצוות מצא שהמקור העיקרי של חום האוקיינוס שגרם להמסת מדף הקרח היה אור השמש המחמם את האוקיינוס העליון לאחר שהקרח הים של האזור נעלם בקיץ; קרח ים מחזיר בדרך כלל את אור השמש, בעוד מי ים כהים יותר סופגים אותו. הצוות גם מדד כמויות גדולות של מים מתוקים המגיעים לים רוס ממדפי קרח נמסים במהירות בים אמונדסן ממזרח לים רוס. ברגע שהמים המתוקים הנוספים האלה מגיעים לחזית הקרח, זה משנה את אופן התערבבות החום מפני השטח לבסיס מדף הקרח, שם מתרחשת ההמסה, מה שמוביל את הצוות למסקנה שיציבות מדף הקרח של רוס בעתיד תלויה בתנאי החוף המשתנים בשני המדינות. ים אמונדסן וקרוב לחזית מדף הקרח.
המדענים ציינו שחימום מוגבר של האוקיינוס והמסת מדף הקרח עלולים להתרחש אם עונת הקיץ, שבה הים נקי מקרח, מתארכת - למשל, אם רוחות מקומיות משתנות דוחפות את הקרח מהים מדף קרח, או ירידה בעוננות הקיץ המאפשרת ליותר אור שמש להגיע אל פני האוקיינוס.
כותב-שותף סקוט ספרינגר ממחקר כדור הארץ והחלל בסיאטל אמר כי "הגישה החדשה הזו לאיסוף נתונים מהמדפים היבשתיים המרוחקים של אנטארקטיקה מספקת דרך חדשה לבדוק את המהימנות של מודלים מספריים שבהם אנו משתמשים כדי להבין כיצד אנטארקטיקה מעטה הקרח יגיב לשינויים עתידיים באוקיינוסים סביב אנטארקטיקה."
החשיבות של התנאים המקומיים ליד חזית הקרח מראה גם שחוקרים חייבים למצוא דרך לכלול את התהליכים בקנה מידה קטן יותר במודלים של אקלים גלובליים, שבהם משתמשים מדענים כדי לדמות השפעות האקלים במהלך המאות הקרובות. בדיקה וחידוד המודלים הגלובליים יהיו קריטיים בצמצום טווח התחזיות לגבי כמה קרח תאבד אנטארקטיקה באקלים עתידי, וכיצד יעלה הים הגבוה.
לכותבת שותפה הלן אמנדה פריקר ממכון סקריפס לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, המחקר גם מראה כמה חשוב לחקור אזורים יציבים יחסית כמו מדף הקרח של רוס."תכניות שדה נוכחיות רבות מתמקדות בחלקים של אנטארקטיקה שידוע שהם משתנים, אבל אנחנו חייבים גם לאסוף תצפיות באזורים שאינם משתנים כדי להבין איך שכבת הקרח פועלת בכללותה", אמרה. "זה קריטי מכיוון שנותר טווח גדול על פני תחזיות של תרומתה של אנטארקטיקה לגובה פני הים באקלים עתידי."
שותפי פרויקט ROSETTA-Ice כוללים את Lamont-Doherty Earth Observatory מאוניברסיטת קולומביה, Scripps Institution of Oceanography באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו, קולורדו קולג', חקר כדור הארץ וחלל ו-GNS Science, ניו זילנד. עבודת השטח נתמכה על ידי תוכנית אנטארקטיקה של ארצות הברית ומשמר האוויר הלאומי של ניו יורק, המשרד לחדשנות ותעסוקה עסקית של ניו זילנד והמכון לחקר אנטארקטיקה של ניו זילנד. ROSETTA-Ice ממומן על ידי הקרן הלאומית למדע, קרן מור וקרן אולד יורק.
